归并排序算法详解

归并排序的核心思想是分治:将数组不断分割成更小的子数组,直到每个子数组只包含一个元素(此时已排序),然后逐步合并这些子数组,在合并过程中完成排序。排序发生在合并阶段,而非分割阶段。
图解归并排序
首先,我们有一个待排序的数组:

将其分成两个子数组:

继续递归分割,直到每个子数组只有一个元素:

接下来是合并和排序阶段,每次合并两个已排序的子数组,得到一个新的已排序的数组:
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最终得到完全排序的数组:

Java代码实现及优化
初始代码存在效率问题,主要体现在数组元素的复制和合并逻辑上。以下提供优化后的代码:
import java.util.Arrays;public static void mergeSort(int[] array) { int n = array.length; if (n < 2) { return; // 数组长度小于2,无需排序 } int middle = n / 2; int[] left = Arrays.copyOfRange(array, 0, middle); int[] right = Arrays.copyOfRange(array, middle, n); mergeSort(left); mergeSort(right); int i = 0, j = 0, k = 0; while (i < left.length && j < right.length) { if (left[i] <= right[j]) { array[k++] = left[i++]; } else { array[k++] = right[j++]; } } while (i < left.length) { array[k++] = left[i++]; } while (j < right.length) { array[k++] = right[j++]; }}
此优化版本使用Arrays.copyOfRange()高效地复制数组,并简化了合并过程中的比较和赋值逻辑,提高了代码的可读性和效率。
祝您学习愉快!
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